[发明专利]用于测量气体浓度的传感器

权利要求书

1.一种用于测量环境空气样本中的目标气体的气体浓度的传感器，所述传感器包括：

第一气敏组件(110)，包括设置在第一对测量电极(160)之间的第一气敏层(111)，所述第一气敏层包括金属氧化物半导体；

第二气敏组件(120)，包括设置在第二对测量电极(161)之间的第二气敏层(121)，所述第二气敏层包括金属氧化物半导体；

一个或多个加热元件(135)，被配置为加热所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)；

其中，

所述第一气敏组件(110)被配置为测量第一浓度带中的目标气体的气体浓度；并且

所述第二气敏组件(120)被配置为测量第二浓度带中的目标气体的气体浓度；

其中，

所述第一浓度带不同于所述第二浓度带；

所述第一气敏组件(110)和所述第二气敏组件(120)在所述第一气敏层(111)和所述第二气敏层(121)的一个或多个层参数中的至少一个层参数方面不同；

所述第一气敏层(111)和所述第二气敏层(121)的所述一个或多个层参数被配置为操作所述传感器在相应的过渡状态中运行以测量第一浓度带和测量第二浓度带，所述过渡状态位于扰动状态和饱和状态之间，其中，所述过渡状态的特征在于对目标气体的灵敏度高于扰动状态和饱和状态对目标气体的灵敏度，所述扰动状态是相应测量电极之间的相应气敏层的电阻由环境空气支配的状态，所述饱和状态是相应测量电极之间的相应气敏层的电阻由目标气体支配的状态。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述第一气敏层的电阻-浓度曲线的斜率和所述第二气敏层的电阻-浓度曲线的斜率在所述过渡状态中比在所述饱和状态和扰动状态中更大，以及在所述第一气敏层和所述第二气敏层的电阻-浓度曲线中，x轴表示环境空气样本中的目标气体的浓度，y轴表示相对于在环境空气样本中没有目标气体的情况下的气敏层的电阻。

3.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器被配置为以连续的方式测量所述第一浓度带和第二浓度带中的气体浓度。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中，

所述第一气敏组件被配置为在第一浓度带中检测第一阈值浓度；并且

所述第二气敏组件被配置为在第二浓度带中检测第二阈值浓度。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中，

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)包括n掺杂金属氧化物半导体材料；并且

所述传感器被配置为测量氧化目标气体的浓度。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中，所述氧化目标气体是臭氧或二氧化氮。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中，

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)包括p掺杂金属氧化物半导体材料；并且

所述传感器被配置为测量还原目标气体的浓度。

8.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述层参数从由以下组成的组选择：

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)的厚度；

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)的形态；

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)的材料；以及

所述第一气敏层(111)和第二气敏层(121)的相应运行温度。

9.根据权利要求4所述的传感器，其中，

所述第一气敏层(111)具有第一厚度，所述第二气敏层(121)具有第二厚度，所述第二厚度不同于第一厚度；

所述第一厚度和第二厚度以使得所述传感器在过渡状态中运行以检测第一阈值浓度和检测第二阈值浓度的方式被选择。